<<
>>

Транзистор

  Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя p-n- переходами называются транзисторами, на их работе основаны все логические микросхемы. Название происходит от сочетания английских слов transfer — переносить и resistor — сопротив

ление.

Для создания транзисторов обычно используют германий или кремний.

Обычный плоскостной (планарный) транзистор представляет собой тонкую полупроводниковую пластинку с электронным или дырочным типом проводимости, на которую нанесены участки другого полупроводника с противоположным типом проводимости. Пластинку транзистора называют базой (Б), одну из областей с противоположным типом проводимости — коллектором (К), а вторую — эмиттером (Э). В условных обозначениях транзистора стрелка эмиттера показывает направление тока через него.

Транзисторы бывают двух типов: p—n—p и n—p—n. Например, германиевый транзистор p—n—p-типа представляет собой небольшую рис 97 транзистор структуры р-п-р пластинку из германия с донорной проводимостью. В ней создаются две области с акцепторной примесью, т. е. с дырочной проводимостью.

В транзисторе п—р—n-типа основная германиевая пластинка обладает проводимостью p-типа, а две области — проводимостью п-типа.

Если в цепь эмиттера включен источник переменного напряжения, два р-n перехода взаимодействуют и в цепи коллектора тоже возникает переменное напряжение, амплитуда которого может во много раз превышать амплитуду входного сигнала.

Вдумайтесь в это. В радиоприемнике ничтожный сигнал, пойманный антенной, управляет мощными колебаниями динамика. Слабые сигналы микросхем управляет моторами и искусственными мышцами роботов. Туннельный ток СТМ мощностью в доли наноампера управляет макроскопическим зондом.

Как? Через транзисторы!

В транзисторе маленький ток управляет большим. Это суть электроники.

Но управление не обязательно подразумевает усиление. Можно управлять сигналами, несущими информацию — логические нули и единицы. А это значит, что можно целенаправ

www.nanonewsnet.ru

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВСЕХ ленно изменять хранимую информацию — то есть обрабатывать ее, что и делает микропроцессор, работая на двоичной логике.

В CMOS (комплементарной металл-оксид-полупроводни- ковой) логике транзистор включен так, что нулевое или положительное напряжение кодирует “0”, а отрицательное “1”. Пока цепь базы разомкнута, ток в цепи эмиттера практически не идет, так как для основных носителей свободного заряда переход заперт. Это состояние соответствует логическому “0”. При подаче отрицательного напряжения на базу дырки — основные носители заряда в эмиттере — переходят из него в базу, создавая в цепи ток, что соответствует логической “1”.

Таким образом, “0” на входе схемы запирает транзистор, а на выходе мы имеем опять “0”. Если же подать “1” на вход (базу транзистора), он откроется и выдаст “1” на эмиттере.

Можно сделать все наоборот и присоединить выход к коллектору. Тогда мы получим логическую схему “НЕ”, превращающую “0” в ”1”, а “1” в “0”.

Соединяя транзисторы, можно получать и более сложные логические схемы: “И”, “ИЛИ”, “Исключающее ИЛИ (XOR)” и другие.

Современная технология производит полупроводниковые приборы — диоды, транзисторы, фотосенсоры размером в несколько микрометров.

Однако для дальнейшего развития техники возникла необходимость перехода на транзисторы нанометровых раз-

Рис 101. Транзисторнык схемы «И» (слева) и «ИЛИ» (справа)

меров. Ведь быстродействие компьютера напрямую зависит от количества транзисторов, которое удается разместить на единице площади. И первые попытки перешагнуть нанометровый рубеж уже дали хорошие результаты. Подробнее об этом будет рассказано в одном из следующих параграфов.

<< | >>
Источник: Мария Рыбалкина. НАНОТЕХНОЛОГИИдля всех. 2005

Еще по теме Транзистор:

  1. Пример слежения
  2. НОВЫЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИИ
  3. Сверхпроводящая техника.
  4. Основные типы и электрические схемы машин В
  5. Система автоматической стабилизации напряжения на батарее конденсаторов
  6. Нанотехнологии как ключевой фактор нового технологического уклада
  7. Потенциальные возможности применение углеродных нанотрубок
  8. Раздел 1. Переход от микротехнологии к нанотехнологии.
  9. Глава II. Раздел 4. Проблема размерных эффектов.
  10. Глава VII. Раздел 4. Применение фуллеренов и углеродных нанотрубок.
  11. Вертикальные одноэлектронные приборы на основе сэндвичевых структур
  12. Измерение новых свойств
  13. Применение НТ
  14. Зачем читать эту книгу?